论水环境中的重金属监测方法

李 林

（莱西市环境保护局 山东莱西 266600）

1 水环境中重金属污染现状分析

我国的水资源丰富，河流湖泊多，随着我国工业化的进程，水资源污染也越来越加剧。而在这些水资源的污染中，重金属污染有着影响大，可恢复难度大的特点，给我国的水环境带来很大的破坏。《2010年中国环境状况公报》指出：“我国的26个重点检测湖泊滇池、巢湖、太湖、达赉湖、白洋淀、洪泽湖、鄱阳湖、南四湖、洞庭湖、镜泊湖、再海、博斯腾湖、东湖、玄武湖、大明湖、西湖、昆明湖、嚼山水库、松花湖、于桥水库、董铺水库、大伙房水库、门楼水库、密云水库、丹江口水库和千岛湖）中IV类、V类和劣V类水质占77%。”在这些水污染中，重金属对淡水的底质污染达到了80.1%，因为重金属对水底质的严重污染，也导致了水质整体污染。我国的长江，在七大水系中，水质量相对而言是最好的，在对长江水样的检测中，发现不管是在水体样本中的悬浮物和沉淀中，Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Cr、As、V和 Ti等重金属含量都已经严重超标。长江是七大水系中水质量最好的，可长江水中的重金属已超标，那其他六大水系的重金属污染的情况已不言而喻了。

重金属对我国水环境的破坏已经引起了国家相关部分的重视，2011年，国务院制订了《重金属污染综合防治规划》，这也预示着我国水环境污染中的重金属的检测和治理工作将走向一个将的阶段。

2 水环境中重金属污染的特点

2.1 污染源头多

我们知道重金属的污染来源是很广的，我们的生活污水、水产品和工业废水等等都会造成对水体的重金属污染。工业废水的污染最为严重，钢铁业、炼油业、印刷业等工厂的工业废水中，都含有大量的重金属污染源，这些废水一旦排入河流和湖泊中，就会对水体造成重金属污染。因为污染的源头多，所以监测方法也需要多样化。

2.2 污染难以恢复

As，Be，Cd，Cr，Cu，Pb,Hg，Ni，Se，Ag、T1和 Zn这 12种重金属的污染被美国环境保护局列为优先监测的重金属污染物。那是因为这些重金属对水体和整个生态环境的破坏力特别大，一旦环境遭到这些重金属破坏后，又很难以恢复。

这些重金属对水体的污染，又会导致水生物受到污染，而这些受到重金属污染的鱼虾等水产一旦进入市场，进入百姓的餐桌，又会对人体健康造成很大的危害。同时，重金属离子一旦进入水生植物的体内，就会造成水生植物的内部紊乱，造成水生植物的疾病和死亡。一旦人使用了因重金属污染造成疾病的植物，就会引起自身的疾病。2006年的湘江湖南株洲段镉污染事故和三年后的湖南省浏阳市镉污染事件等等，都是重金属水污染对人造成的直接伤害。

重金属的水污染是渗透到整个生物链条中去的，所以我们说，一旦污染，难以恢复。重金属污染造成水体污染，水体污染导致水中生物的污染，这些又以食物的形式对人本身构成威胁。另外，因为重金属的污染物极容易沉淀，造成水底的污染，水底污染不像表面水体的污染那样容易治理，这也给我们的监测和治理工作造成了很大的难度。

3 水环境中重金属监测技术

因为水环境中重金属污染的污染程度深，同时又是重点的污染物监测对象，所以针对水环境中重金属的监测方法，是我们重点探讨的内容。

3.1 ICP-MS技术的应用

ICP-MS技术率先在欧美发达国家得到应用，我国随后引用了这项先进技术。电化学传感器在阳极溶出伏安法中的应用降低了仪器的检测限，这项技术突破了很多传统的检测限制，成为很多国家最常用的标准化监测方法。同时，由于仪器方便携带的特点，也给工作人员带来了很多方便，降低了他们在野外进行作业的难度。正因为有着诸多的优点，ICP-MS技术在全球范围的水环境重金属检测中得到了广泛的应用。

3.2 物联网理念与自动化控制的应用

随着我国物联网技术的发展，物联网技术也在多个领域得到应用。起初，物联网技术是在军事方面最早得到应用的。二战时，联军和德军的战斗机在实战中很难分辨，给联军造成了很大的作战困难，有时候甚至会因为误认而造成友军的意外伤亡。美国在运用了物联网技术，起到了物与物相辨识的突破，为二战时联军的胜利做出很大的贡献。后来，这项技术得到了推广，在工业和商业方面得到了应用。物联网渗透到对水环境的自动化监测是水环境检测技术的一个很大突破。

我们知道，实验室的重金属检测是比在现场要精确的。但是因为携带困难，同样在携带回实验室中，有些数据会发生变化，现场检测和实验室检测总会各有各的局限性。要想在现场在线检测的精准度达到更高的水平，对检测的技术提出了更高的要求。RTU技术在重金属水质监测的应用，很多程度上提高了仪器的精确度，在对物体的监测方面有了很大突破。

首先，是安全度更高。我们知道，很多重金属是有毒的，而物联网技术的深化发展，可以做到仪器的自动化进行。物联网技术的理念就是进行对物体的自动化相关数据的收集。由于这种理念的应用，我们的工作人员可以不再直接接触这些有毒的重金属污染物，极大了提高了工作的安全性。同时，在仪器出现了故障的情况下，仪器本身可以进行自检和修复，也提高了对重金属监测的安全性。其次，监测数据更精确。这项技术不仅使用了传统的计量管对样品的计量，而且又采用了光电计量。计量管计量加上光量的计量，提高了水样品计量的精确性。因为在传统的计量管计量中，主要是通过人眼来观察计量管的刻度，但是光线和工作人员视力的差异会导致人眼的计量存在着很大的误差。电光计算就弥补了这些可能存在的误差。RTU技术采用了智能放化的放大电路，这就极大了提高了数据分析的精准度。在对样本的采集和数据的分析方面，RUT技术都比之前的水环境重金属监测技术有了很大的改进，这也很大程度上提高了整个监测数据的精确度。最后，应用范围更广。我们知道，安放监测仪器的地方大多潮湿，这种潮湿的气候对我们的监测仪器破坏程度极大。因为对水环境监测的仪器的安放位置大多是在水体的周围，这里的空气湿度大，而精密仪器最怕的就是潮湿空气的侵蚀。RUT技术对监测仪器的表现进行了独特的防潮处理，可以抵御潮湿空气的侵蚀，也可以大大的延长仪器的使用寿命。因为这种技术仪器的自我保护系统有了很大的提高，所以它更能使用恶劣的自然环境，适用的范围也更大。

3.3 生物监测的应用

厉以强对生物监测的界定为“生物监测是利用生物的组分、个体、种群或群落对环境污染或变化所产生的生理生化反应为环境质量的监测和评价提供依据。”生物监测对水环境中的重金属监测在我国还处在探索阶段，但是这项技术的前景却被广泛看好。生物监测有着许多的优点：

首先，能对水环境中的各种重金属污染因子做出综合反应。我们知道，重金属的污染物品进入水体后，会发生一些化学反应，而生物监测的方法能对这些污染物有一个综合的反应。其次，反应比较灵敏。我们知道，水生物对水体的变化反映比较敏感。一旦重金属引起了水质的微小变化，这些水生物就会马上有反应。最后，监测的成本比较低。水生物在水中是天然生长的，对这些水生物的监测能节约不少的成本。这些成本的节约，在一个地区长期监测中效果更明显。

在进行生物监测的过程中，指示生物的选择是首要解决的问题。目前，反应比较好的有藻类植物、浮游动物、鱼虾类和大型底栖无脊椎动物。在选择这些指示生物的时候，可以根据当地水体的具体水生物来进行选择。其次，我们可以根据要监测的具体几项重金属来选择相对应的水生物，因为不同的水生物对不同的重金属敏感程度不同。正确的指示生物的选择，是水环境中的重金属监测成功与否的重要依据。

4 结语

我国的水资源环境丰富，其污染程度不同和地缘分布广泛，也给我国的水环境中的重金属监测工作带来了很大的困难。水环境中重金属监测的方法随着科技的发展也变得越来越丰富，给我们的监测工作带来了更多的可能性。根据不同地区水资源和污染物选择适应的监测方法，同时又有技术和相关政策的支持，我国的水环境监测和保护工作前景可观。

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